Μαγνητική δύναμη. Μαγνητική δύναμη σε ηλεκτρικά φορτία

Ο μαγνητική δύναμη ή δύναμη Lorentz, είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σωμάτων με μαγνητικές ιδιότητες, όπως μαγνήτες ή ηλεκτρικά φορτία σε κίνηση.

Στην περίπτωση ηλεκτρικών φορτίων, η μαγνητική δύναμη δημιουργείται όταν ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο κινείται σε μια περιοχή όπου δρα ένα μαγνητικό πεδίο.

Ενώ μια εφάπαξ χρέωση Ερ, με ταχύτητα v, απελευθερώνεται σε μια περιοχή όπου υπάρχει ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίοΣΙ, μια μαγνητική δύναμη δρα πάνω της με την ένταση που δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση:

φά = Ε.β. σι.senα

* α είναι η γωνία μεταξύ των διανυσμάτων ταχύτητας β και το μαγνητικό πεδίο σι.

Ο κατεύθυνση μαγνητικού πεδίου είναι κάθετο στο επίπεδο που περιέχει τα διανύσματα. β και φά, και το νόημα δίνεται από το κανόνας δεξιού χεριού. Κοίτα την εικόνα:

Ο κανόνας του δεξιού χεριού δείχνει την κατεύθυνση της ταχύτητας, του πεδίου και της μαγνητικής δύναμης

Δείτε ότι το μεσαίο δάχτυλο δείχνει προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου σι, η ένδειξη υποδεικνύει την κατεύθυνση της ταχύτητας

Β με το οποίο κινείται το φορτίο και ο αντίχειρας δείχνει προς την κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης ΦΑ.

Η κίνηση που αποκτάται με το ηλεκτρικό φορτίο όταν έρχεται σε επαφή με το μαγνητικό πεδίο εξαρτάται από τη γωνία με την οποία ξεκίνησε:

1. Όταν το εκτοξευμένο σωματίδιο έχει ταχύτητα παράλληλη προς τις γραμμές επαγωγής του μαγνητικού πεδίου, η μαγνητική δύναμη είναι μηδενική.

   Σημειώστε ότι σε αυτήν την περίπτωση η γωνία α = 0 ° ή α = 180 °. Η εξίσωση που χρησιμοποιούμε για τον υπολογισμό της δύναμης είναι:

   φά = Ε.β. σι.senα.

   Και sin 0º = sin 180º = 0

   Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)

   Αντικαθιστώντας την στην εξίσωση, θα έχουμε:

   φά = Ε.β. σι.0

   φά = 0

   Εάν η δύναμη είναι ίση με το μηδέν, το σωματίδιο διατηρεί την ίδια ταχύτητα και εκτελεί ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση στην ίδια κατεύθυνση με το μαγνητικό πεδίο.

2. Το σωματίδιο εκτοξεύεται κάθετα στο μαγνητικό πεδίο: η γωνία μεταξύ β και σι θα είναι α = 90º. Ως αμαρτία 90º = 1, θα έχουμε:

   φά = Ε.β. σι.sen 90

   φά = Ε.β. ΣΙ.1

   φά = Ε.β. σι

   Η κίνηση που εκτελείται από το σωματίδιο είναι κυκλική και ομοιόμορφη και η ακτίνα της τροχιάς του λαμβάνεται ως εξής:

   F = ΣΤ_cp

   Ξέρουμε ότι:

   F = Ερ.β. σι και φά_cp = mv²
   Ρ

   Ταιριάζουμε τις εκφράσεις και λαμβάνουμε:

   Ερ.β. σι = mv²
   Ρ

   R = mv
   Ε.Β.

   Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα των σωματιδίων, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακτίνα της τροχιάς του.

3. Το σωματίδιο ξεκίνησε λοξά σε γραμμές πεδίου: Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να εξετάσουμε τα στοιχεία x και y του διανύσματος ταχύτητας. Η ταχύτητα v_Χ έχει την ίδια κατεύθυνση με τις γραμμές μαγνητικού πεδίου, ενώ v_γ είναι κάθετο. Το αποτέλεσμα της ταχύτητας προκαλεί κυκλική και ομοιόμορφη κίνηση, με κατεύθυνση κάθετη προς το διάνυσμα Β, η οποία μπορεί να ομοιόμορφη ελικοειδή.

Η μονάδα μέτρησης της μαγνητικής δύναμης είναι η ίδια με οποιαδήποτε άλλη δύναμη: το Newton. Υπάρχουν πολλά εφαρμογές μαγνητικής δύναμης, μεταξύ αυτών, μπορούμε να αναφέρουμε τους επιλογείς ταχύτητας, τους ηλεκτροκινητήρες και τα γαλβανόμετρα.

Από τη Μαριάν Μεντές
Αποφοίτησε στη Φυσική

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

TEIXEIRA, Μαριάν Μεντές. "Μαγνητική δύναμη"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-magnetica.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.